History of research into the origin of life
زندگی کی ابتدا کے بارے میں تحقیق کی تاریخ میں اس بارے میں نظریات شامل ہیں کہ قدیم زمانے سے لے کر ارسطو کے فلسفے سے لے کر 1952 میں ملر یوری کے تجربے تک زندگی کا آغاز کیسے ہوا۔ پینسپرمیا یہ مفروضہ ہے کہ پوری کائنات میں زندگی موجود ہے، جو میٹورائڈز، ایسٹرائڈز، دمدار ستاروں اور سیاروں کے ذریعے تقسیم ہوتی ہے۔ اس میں یہ بتانے کی کوشش نہیں کی گئی ہے کہ زندگی کی ابتدا کیسے ہوئی، بلکہ ابتدا کو دوسرے آسمانی جسم میں منتقل کر دیا گیا ہے۔ فائدہ یہ ہے کہ زندگی کا ہر سیارے پر تشکیل پانا ضروری نہیں ہے، بلکہ ایک ہی مقام پر، اور پھر ستاروں یا الکا کے اثرات کے ذریعے کہکشاں کے ارد گرد دوسرے ستاروں کے نظام میں پھیل جائے۔ اس کا ثبوت بہت کم ہے، لیکن اسے انٹارکٹیکا میں پائے جانے والے مریخ کے الکاؤں اور بیرونی خلائی ٹیسٹوں میں انتہا پسند جرثوموں کی بقا کے مطالعے میں کچھ حمایت ملتی ہے۔ بین الاقوامی خلائی اسٹیشن کے مطالعے کی بنیاد پر زمینی بیکٹیریا، خاص طور پر ڈینوکوکس ریڈیوڈورانس، جو ماحولیاتی خطرات کے خلاف انتہائی مزاحم ہیں، بیرونی خلا میں کم از کم تین سال تک زندہ رہ سکتے ہیں۔ ایک انتہائی قیاس آرائی یہ ہے کہ زندگی کی بائیو کیمسٹری بگ بینگ کے بعد 17 مائی (ملین سال) کے اوائل میں ہی شروع ہو سکتی تھی، ایک قابل رہائش دور کے دوران، اور یہ کہ پوری کائنات میں زندگی موجود ہو سکتی ہے۔ کارل زیمر نے قیاس آرائی کی ہے کہ آر این اے بنانے کے لیے درکار بوران، مولیبڈینم اور آکسیجن سمیت کیمیائی حالات مریخ پر ابتدائی زمین کے مقابلے میں بہتر رہے ہوں گے۔ اگر ایسا ہوتا تو مریخ پر پیدا ہونے والے زندگی کے لیے موزوں مالیکیول بعد میں الکا کے اخراج کے ذریعے زمین کی طرف ہجرت کر چکے ہوتے۔ 19 ویں صدی تک عام قبولیت روایتی مذہب نے زندگی کی ابتدا کو ان دیوتاؤں سے منسوب کیا جنہوں نے قدرتی دنیا کی تخلیق کی۔ بے ساختہ نسل، ابیوجینیسیس کا پہلا فطری نظریہ، ارسطو اور قدیم یونانی فلسفے پر واپس جاتا ہے، اور 19 ویں صدی تک مغربی اسکالرشپ میں اس کی حمایت جاری رہی۔ اس نظریہ میں کہا گیا ہے کہ "نچلے" جانور نامیاتی مادوں کے سڑنے سے پیدا ہوتے ہیں۔ ارسطو نے کہا کہ، مثال کے طور پر، پودوں پر اوس سے ایفیڈز، گندے مادے سے مکھیاں، گندا گھاس سے چوہے، اور ڈوبے ہوئے لٹھوں کے سڑنے سے مگرمچھ پیدا ہوتے ہیں۔ بنیادی خیال یہ تھا کہ زندگی مسلسل اتفاقیہ واقعات کے نتیجے میں پیدا ہوتی رہی۔ 17 ویں صدی میں، لوگوں نے تھامس براؤن کی سیوڈوڈوکسیا ایپیڈیمکا جیسے کاموں میں بے ساختہ نسل پر سوال اٹھانا شروع کیا۔ اس کے ہم عصر الیگزینڈر راس نے غلطی سے اس کی تردید کی۔ 1665 میں، رابرٹ ہک نے مائکروجنزم کی پہلی ڈرائنگ شائع کی۔ 1676 میں، انتونی وین لیوینہوک نے مائکروجنزموں، شاید پروٹوزوا اور بیکٹیریا کو کھینچا اور بیان کیا۔ بہت سے لوگوں نے محسوس کیا کہ ان کے وجود نے بے ساختہ نسل کی حمایت کی ہے، کیونکہ وہ جنسی تولید کے لیے بہت آسان لگتے ہیں، اور غیر جنسی تولید: خلیوں کی تقسیم کا ابھی مشاہدہ نہیں کیا گیا تھا۔ وان لیووینہوک نے بے ساختہ نسل سے اختلاف کیا، اور 1680 کی دہائی تک سیل شدہ اور کھلے گوشت کے انکیوبیشن اور کیڑوں کی تولید کے قریبی مطالعے سے لے کر تجربات کا استعمال کرتے ہوئے خود کو قائل کیا، کہ یہ نظریہ غلط تھا۔ 1668 میں فرانسیسکو ریڈی نے دکھایا کہ جب مکھیوں کو انڈے دینے سے روکا جاتا تھا تو گوشت میں کوئی میگٹ نظر نہیں آتے تھے۔ 1768 میں، لازارو اسپلانزانی نے مظاہرہ کیا کہ جراثیم ہوا میں موجود ہیں، اور انہیں ابال کر مارا جا سکتا ہے۔ 1861 میں، لوئس پاسچر کے تجربات نے یہ ظاہر کیا کہ بیکٹیریا اور فنگی جیسے جاندار جراثیم سے پاک، غذائیت سے بھرپور ذرائع ابلاغ میں بے ساختہ ظاہر نہیں ہوتے ہیں، بلکہ صرف باہر سے حملے کے ذریعے ظاہر ہو سکتے ہیں۔ 19 ویں صدی کے وسط تک، بائیوجینیسیس کی حمایت اتنے شواہد سے کی گئی تھی کہ بے ساختہ نسل کو مؤثر طریقے سے مسترد کر دیا گیا تھا۔ پاسچر نے اپنی 1864 کی ایک دریافت کے بارے میں تبصرہ کیا، "بے ساختہ نسل کا نظریہ اس سادہ تجربے سے لگنے والے جان لیوا دھچکے سے کبھی باز نہیں آئے گا"۔ اس نے ایک ایسا طریقہ کار فراہم کیا جس کے ذریعے زندگی چند سادہ حیاتیات سے مختلف قسم کی پیچیدہ شکلوں میں متنوع ہو گئی۔ آج، سائنس دان اس بات پر متفق ہیں کہ تمام موجودہ زندگی ابتدائی زندگی سے اترتی ہے، جو چارلس ڈارون کے قدرتی انتخاب کے ذریعے ارتقاء کے طریقہ کار کے ذریعے بتدریج زیادہ پیچیدہ اور متنوع ہو گئی ہے۔ ڈارون نے جے ڈی کو لکھا۔ 29 مارچ 1863 کو ہکر نے کہا کہ "یہ محض فضول ہے، اس وقت زندگی کی ابتدا کے بارے میں سوچنا ؛ کوئی بھی مادے کی ابتدا کے بارے میں بھی سوچ سکتا ہے"۔ آن دی اوریجن آف سپیسز میں، اس نے زندگی کے "تخلیق" ہونے کا حوالہ دیا تھا، جس کے ذریعے اس کا "واقعی مطلب کسی مکمل طور پر نامعلوم عمل سے" ظاہر ہوا "تھا، لیکن جلد ہی پرانے عہد نامے کی اصطلاح" تخلیق "کا استعمال کرنے پر پچھتاوا ہوا تھا۔ اوپرین: ابتدائی سوپ مفروضہ زندگی کی ابتدا کے لیے کوئی عام طور پر قبول شدہ نمونہ نہیں ہے۔ سائنس دانوں نے کئی قابل فہم مفروضے پیش کیے ہیں جن میں کچھ مشترک عناصر مشترک ہیں۔ تفصیلات میں اختلاف کے باوجود، یہ مفروضے الیگزینڈر اوپرین (1924 میں) اور جان ہالڈین (1929 میں) کے وضع کردہ فریم ورک پر مبنی ہیں، کہ ابتدائی خلیوں کو تشکیل دینے والے پہلے مالیکیول۔ ۔ ۔ سالماتی ارتقاء کے ایک سست عمل کے ذریعے قدرتی حالات میں ان کی ترکیب کی گئی، اور پھر یہ سالمے حیاتیاتی ترتیب کے ساتھ خصوصیات کے ساتھ پہلے سالماتی نظام میں منظم ہوئے۔ اوپرین اور ہالڈین نے تجویز کیا کہ ابتدائی زمین کا ماحول فطرت میں کیمیائی طور پر کم ہو رہا ہے، جو بنیادی طور پر میتھین (CH4)، امونیا (NH3)، پانی (H2O)، ہائیڈروجن سلفایڈ (H2S)، کاربن ڈائی آکسائیڈ (CO2) یا کاربن مونو آکسائیڈ (CO)، اور فاسفیٹ (PO43−) پر مشتمل ہے، سالماتی آکسیجن (O2) اور اوزون (O3) کے ساتھ یا تو نایاب یا غیر حاضر ہے۔ بعد کے ماڈلز کے مطابق، ہیڈین دور کے آخر میں ماحول زیادہ تر نائٹروجن (N2) اور کاربن ڈائی آکسائیڈ پر مشتمل تھا، جس میں کاربن مونو آکسائیڈ، ہائیڈروجن (H2)، اور سلفر مرکبات کی کم مقدار تھی۔ اگرچہ اس میں سالماتی آکسیجن اور اوزون کی کمی تھی، لیکن یہ کیمیائی طور پر اتنا کم نہیں تھا جتنا اوپیرن اور ہالڈین کا خیال تھا۔ اس موضوع پر کوئی نئی قابل ذکر تحقیق یا مفروضہ 1924 تک سامنے نہیں آیا، جب اوپرین نے استدلال کیا کہ ماحولیاتی آکسیجن بعض نامیاتی مرکبات کی ترکیب کو روکتی ہے جو زندگی کے لیے ضروری تعمیراتی بلاکس ہیں۔ اپنی کتاب دی اوریجن آف لائف میں، اس نے (ڈارون کی بازگشت کرتے ہوئے) تجویز پیش کی کہ "زندگی کی بے ساختہ نسل" جس پر پاسچر نے حملہ کیا تھا، درحقیقت ایک بار ہوا تھا، لیکن اب ناممکن تھا کیونکہ ابتدائی زمین پر پائے جانے والے حالات بدل چکے تھے، اور پہلے سے موجود جاندار فوری طور پر کسی بھی بے ساختہ پیدا شدہ جاندار کو کھا جائیں گے۔ اوپرین نے استدلال کیا کہ سورج کی روشنی کے عمل کے ذریعے آکسیجن کے بغیر ماحول میں نامیاتی مالیکیولز کا "ابتدائی سوپ" بنایا جا سکتا ہے۔ یہ اس وقت تک مزید پیچیدہ طریقوں سے یکجا ہوتے تھے جب تک کہ وہ کواسرویٹ بوندیں نہ بن جائیں۔ یہ بوندیں دیگر بوندوں کے ساتھ فیوژن کے ذریعے "بڑھیں گی"، اور ڈٹر بوندوں میں فشن کے ذریعے "دوبارہ پیدا" ہوں گی، اور اسی طرح ان میں ایک ابتدائی میٹابولزم ہوتا ہے جس میں "سیل کی سالمیت" کو فروغ دینے والے عوامل زندہ رہتے ہیں، اور وہ جو معدوم نہیں ہوتے ہیں۔ زندگی کی ابتدا کے بہت سے جدید نظریات اب بھی اوپرین کے نظریات کو ایک نقطہ آغاز کے طور پر لیتے ہیں۔ اس وقت کے قریب، ہالڈین نے تجویز کیا کہ زمین کے پری بائیوٹک سمندروں (ان کے جدید ہم منصبوں سے بالکل مختلف) نے ایک "گرم ڈائلیوٹ سوپ" تشکیل دیا ہوگا جس میں نامیاتی مرکبات بن سکتے ہیں۔ برنال نے اس خیال کو بائیوپوزیس یا بائیوپوزیس کہا، زندہ مادے کا عمل جو خود سے نقل کرنے والے لیکن غیر زندہ مالیکیولز سے تیار ہوتا ہے، اور تجویز پیش کی کہ بائیوپوزیس کئی درمیانی مراحل سے گزرتا ہے۔ رابرٹ شاپیرو نے اوپرین اور ہالڈین کے "ابتدائی سوپ" کے نظریہ کا خلاصہ اس کی "پختہ شکل" میں اس طرح کیا ہے: ابتدائی زمین میں کیمیائی طور پر کم ہونے والا ماحول تھا۔ یہ ماحول، مختلف شکلوں میں توانائی کے سامنے، سادہ نامیاتی مرکبات ("مونومرز") پیدا کرتا ہے۔ یہ مرکبات ایک "سوپ" میں جمع ہوتے ہیں جو مختلف مقامات (ساحلی خطوط، سمندری وینٹ وغیرہ) پر مرتکز ہو سکتے ہیں۔ مزید تبدیلی سے، زیادہ پیچیدہ نامیاتی پولیمر-اور بالآخر زندگی-سوپ میں تیار ہوئے۔ جان برنال جان برنال نے دکھایا کہ اس اور اس کے بعد کے کام کی بنیاد پر زیادہ تر مالیکیولز کی تشکیل میں اصولی طور پر کوئی دشواری نہیں ہے جسے ہم ان کے غیر نامیاتی پیشروؤں سے زندگی کے لیے ضروری مالیکیولز کے طور پر تسلیم کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر اوپرین، ہالڈین، برنال، ملر اور یوری کا بنیادی مفروضہ یہ تھا کہ ابتدائی زمین پر متعدد حالات کیمیائی تعاملات کے حق میں تھے جو اس طرح کے سادہ پیشروؤں سے پیچیدہ نامیاتی مرکبات کے ایک ہی سیٹ کی ترکیب کرتے تھے۔ برنال نے 1949 میں زندگی کی ابتدا کا حوالہ دینے کے لیے بائیوپوئسیس کی اصطلاح تیار کی۔ 1967 میں، انہوں نے تجویز کیا کہ یہ تین "مراحل" میں ہوا: حیاتیاتی مونومرز کی ابتدا حیاتیاتی پولیمرز کی ابتدا مالیکیولز سے خلیوں میں ارتقاء برنال نے تجویز کیا کہ ارتقاء مراحل 1 اور 2 کے درمیان شروع ہوا۔ برنال نے تیسرے مرحلے کو، جس میں حیاتیاتی تعاملات کو خلیے کی حدود کے پیچھے شامل کیا گیا تھا، سب سے مشکل سمجھا۔ سیل میمبرینز کے خود جمع ہونے کے طریقے پر جدید کام، اور مختلف سبسٹریٹس میں مائکروپورس پر کام، آزاد آزاد خلیوں کی نشوونما کو سمجھنے کی طرف ایک اہم قدم ہو سکتا ہے۔ ملر-یوری تجربہ 1952 میں، اسٹینلے ملر اور ہیرالڈ یوری نے ایک تجربہ کیا جس میں یہ ظاہر کیا گیا کہ کس طرح نامیاتی مالیکیول غیر نامیاتی پیشروؤں سے ایسے حالات میں خود بخود تشکیل پا سکتے ہیں جو اوپرین-ہالڈین مفروضے کے مطابق ہیں۔ ملر-یوری تجربے میں امینو ایسڈ جیسے سادہ نامیاتی مونومر بنانے کے لیے گیسوں-میتھین، امونیا، اور ہائیڈروجن کے ساتھ ساتھ آبی بخارات کے انتہائی کم کرنے والے مرکب کا استعمال کیا گیا۔ گیسوں کے مرکب کو ایک ایسے آلے کے ذریعے سائیکل کیا جاتا تھا جو مرکب میں برقی چنگاریاں پہنچاتا تھا۔ ایک ہفتے کے بعد، یہ پایا گیا کہ نظام میں تقریبا 10 ٪ سے 15 ٪ کاربن اس وقت نامیاتی مرکبات کے ریسیمک مرکب کی شکل میں تھا، بشمول امینو ایسڈ، جو پروٹین کے بلڈنگ بلاکس ہیں۔ اس نے "سوپ" تھیوری کے دوسرے نکتے کے لیے براہ راست تجرباتی حمایت فراہم کی، اور یہ نظریہ کے باقی دو نکات کے ارد گرد ہے جو زیادہ تر بحث کا مرکز ہے۔ محفوظ شدہ شیشیوں کے 2011 کے دوبارہ تجزیے میں 1950 کی دہائی میں اصل میں دریافت ہونے والے بائیو کیمیکلز سے زیادہ بائیو کیمیکلز کا انکشاف ہوا ہے، جن میں صرف پانچ نہیں بلکہ 23 امینو ایسڈ شامل ہیں۔ 2020 کے مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ زمین کا ابتدائی ماحول ملر-یوری مطالعات میں استعمال ہونے والے حالات سے بہت مختلف تھا۔ حوالہ جات ذرائع 31 جولائی-2 اگست 2005 کو سان ڈیاگو، سی اے میں منعقدہ ایس پی آئی ای کی کارروائی زندگی کی ابتدا